Презентация - "Презентация по теме "применение компьютерных моделей""

Применение компьютерных моделей на уроке информатики

Компьютерные программы
обучающие программы;
демонстрационные программы;
компьютерные модели;
компьютерные лаборатории;
лабораторные работы;
пакеты задач;
контролирующие программы;
компьютерные дидактические материалы.

А нужен ли компьютер на уроке?
Применение компьютерных технологий в образовании оправдано только в тех случаях, в которых возникает существенное преимущество по сравнению с традиционными формами обучения.
Одним из таких случаев является преподавание физики с использование компьютерных моделей.

Компьютерные модели в школьном курсе

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ – программа, которая позволяет имитировать физические явления, эксперименты или идеализировать ситуации, встречающиеся в задачах

В чем преимущества компьютерной модели перед натурным экспериментом ?

Воспроизведение тонких деталей;
Не реальное явление, а его модель;
Включение поэтапных факторов, усложняющих модель;
Варьирование временного масштаба событий;
Моделирование ситуаций, не реализуемых в реальном эксперименте

Современные программно-педагогические средства обучения физике развиваются с калейдоскопической быстротой

Нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся
Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой.

Урок - исследование.

Урок - компьютерная лабораторная работа.

Методика использования компьютерных моделей на уроках

Максимальный учебный эффект, если:
Составить план работы с выбранной для изучения компьютерной моделью;
Сформулировать вопросы и задачи, согласованные с функциональными возможностями модели;
Предупредить учащихся, что им в конце урока будет необходимо ответить на вопросы;
Раздать индивидуальные задания в распечатанном виде .

Ознакомительные
Компьютерные эксперименты
Экспериментальные задачи
Расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой
Неоднозначные задачи
Задачи с недостающими данными
Творческие задания
Исследовательские задания
Проблемные задания
Качественные задачи

Виды заданий

Как начинать работать с компьютерным курсом

Как проводить первые уроки в компьютерном классе
на первых уроках в компьютерном классе желательно присутствие, особенно в течении первых 10-15 минут, учителя информатики;
начинать с фрагмента урока длительностью не более 10-15 минут;
вопросы и задания к моделям заранее распечатать и раздать учащимся в начале урока;
длительность работы за компьютерами не должна превышать 30 минут, так как они обязательно должны в конце урока оформить небольшой отчёт;
на первых уроках, возможно, следует выделять учащимся время на не запланированные вами эксперименты;
Обсудите вопросы:
· Какие модели с их точки зрения самые интересные?
· Что они узнали нового, поработав с той или иной моделью?
· Какие опыты они поставили и какие получили результаты?

Если вы смелый и решительный учитель, то можете сразу попытаться провести целый урок в компьютерном классе. Но…

Как составлять задания к компьютерным моделям

Таблица 1. Параметры модели "Движение с постоянным ускорением".
Составьте таблицу для параметров модели:
Регулируемые и расчитываемые.
Для каждого параметра определите:
Название;
Обозначение;
Пределы;
Шаг.

Матрица 1. "Движение с постоянным ускорением".
Равномерное движение
Равноускоренное движение

Задания к модели «Движение с постоянным ускорением»

Задание N1.


Откройте в разделе "Механика" тему "Равноускоренное движение".
Установите параметр а = 0 м/с2.
Нажмите кнопку "Начальн. Скорость" и установите величину скорости человечка.
Нажмите кнопку "Старт" и посмотрите, что происходит на экране. Какие графики строит компьютер?
Выясните, что означает знак " – " перед значением скорости. Что происходит при изменении знака скорости?
Какие графики Вы наблюдали на экране компьютера?

Задание N2.

Выполните компьютерный эксперимент.
Установите V = –0,25 м/с, проведите эксперимент и ответьте на вопросы:
Как выглядит график координаты?
Какова координата человечка при t = 0?
Какова координата человечка через 4 с?
Какова координата человечка через 8 с?
Как выглядит график пути?
Как выглядит график скорости?
Изменяется ли скорость при движении человечка?
Как называется такое движение?

Задание N3.

Постройте графики скорости, координаты и пути человечка, если он начинает движение из начала координат, а скорость его движения составляет –0.5 м/с. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваши ответы.

Задание N4.

Придумайте задачу, решите её, поставьте компьютерный эксперимент и проверьте полученные результаты.

Модель «Свободное падение»

Таблица 2. Параметры модели "Свободное падение тел".

Данную модель можно применять при изучении следующих видов движения:

свободное падение тела без начальной скорости,
движение тела, брошенного вертикально вверх,
движение тела, брошенного горизонтально,
движение тела, брошенного под произвольным углом к горизонту (как с поверхности земли, так и с некоторой высоты).

Выяснить характер зависимости дальности полета l от величины начальной скорости v0.
Задания:
Выбрать определенное значение угла α.
Получить экспериментально траектории движения тела при заданном угле α, если значения начальной скорости изменяются с шагом 5 м/с (все траектории получить на одном рисунке).
Заполнить таблицу 1. α = ____
V0 
    l
Построить график зависимости l = l (v0).
Объяснить характер зависимости l = l (v0) с помощью формулы для нахождения дальности полета l.

Выяснить характер зависимости дальности полета l от угла бросания α.
Задания:
Выбрать определенное значение начальной скорости v0.
С помощью компьютерного эксперимента получить на одном рисунке траектории движения тела при заданном значении начальной скорости v0 в зависимости от угла бросания α. Шаг изменения угла α = 5° ÷ 10°.
Заполнить таблицу 2. v0=_____
а
   l  
Какому значению угла α соответствует максимальная дальность полета? Получить экспериментальные данные и объяснить их.
Определить при каких значениях угла α дальность полета одинакова. Почему? Чем отличаются движения тела в данных случаях?
При каком значении угла α высота подъема тела наибольшая? Подтвердить формулой.

С помощью компьютерного эксперимента выяснить:

Как изменится время и дальность полета тела брошенного горизонтально с некоторой высоты, если начальную скорость бросания увеличить в 2 раза?
Как и во сколько раз надо изменить скорость тела, брошенного горизонтально, чтобы при высоте, в 2 раза меньшей, получить прежнюю дальность полета.?

Сделать вывод: от чего зависит дальность полета тела, брошенного под углом к горизонту. Подтвердить словесный вывод формулой.

Решим задачу:
209 (192). Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6 с. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъёма?

Решим задачу:
211 (194). Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вверх тела, чтобы высота подъёма увеличилась в 4 раза?

Решим задачу:
221 (203). Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до земли и с какой скоростью он был брошен, если он упал на расстоянии 6 м от основания дома?

Решим задачу:
222 (204). Как изменится время и дальность полёта тела, брошенного горизонтально с некоторой высоты, если скорость бросания увеличить вдвое?

Решим задачу:
223 (205). Как и во сколько раз надо изменить скорость тела, брошенного горизонтально, чтобы при высоте, вдвое меньшей, получить прежнюю дальность полёта?

Решим задачу:
229. Вратарь, выбивая мяч от ворот (с земли), сообщает ему скорость 20 м/с, направленную под углом 50° к горизонту. Найти время полёта мяча, максимальную высоту поднятия и горизонтальную дальность полёта.

Решим задачу:
234 (214) С балкона, расположенного на высоте 20 м, бросили мяч под углом 30° вверх от горизонта со скоростью 10 м/с. Найти: а) координату мяча через 2 с; б) через какой промежуток времени мяч упадёт на землю; в) горизонтальную дальность полёта.

Примеры заданий проблемного и исследовательского характера

При изучении движения тела, брошенного горизонтально, можно предложить учащимся следующий вопрос:

два тела падают с одной и той же высоты, причём первое тело падает без начальной скорости, а второе - с начальной скоростью, направленной горизонтально; какое тело упадёт на землю раньше?
Наверняка в классе найдутся ребята, которые считают, что первое тело упадёт раньше. Вот здесь то и пригодится компьютерный эксперимент.

Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту можно начать со следующих вопросов:

Как изменится дальность полёта горизонтально брошенного тела при увеличении его начальной скорости в 2 раза?
А как изменится дальность полёта тела, брошенного под углом к горизонту, при увеличении его начальной скорости в 2 раза?
При каком угле бросания дальность полёта тела максимальна? Этот вопрос можно рассматривать как исследовательское задание.

Компьютерная модель "Упругие и неупругие соударения"

Проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите: при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек.
Задание 1

Задание 2
Проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите: при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении минимальны. Рассмотрите следующие случаи:
а) одна из тележек до соударения покоится;
б) тележки движутся навстречу друг другу;
в) одна тележка догоняет другую.
Возможно ли, чтобы в результате упругого соударения одна из тележек остановилась. Если да, то при каком условии?

Задание 3
Возможно ли, чтобы в результате упругого соударения одна из тележек остановилась. Если да, то при каком условии?

Как подготовить компьютерную лабораторную работу
Выполнение компьютерных лабораторных
работ требует определенных навыков,
характерных и для реального эксперимента -
выбор условий эксперимента,
установка параметров опыта и т.д.

Выполнение компьютерных лабораторных
работ требует определенных навыков,
характерных и для реального эксперимента -
выбор условий эксперимента,
установка параметров опыта и т.д.

Лабораторная работа
«Математический маятник»

Задания к лабораторной работе

1.Математический маятник за 13 с совершил 6,5 полных колебаний. Найти период колебаний. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

2.Тело, прикрепленное к нити, совершает гармонические колебания с частотой 0,5 Гц. Определите минимальное время, за которое тело проходит расстояние между положениями, соответствующими максимальным смещениям из положения равновесия.
Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

Компьютерная модель «Вынужденные колебания»

Компьютерная модель «Вынужденные колебания» демонстрирует вынужденные колебания груза на пружине. Изменяющаяся по гармоническому закону внешняя сила приложена к свободному концу пружины.

В модели можно изменять массу груза m, жесткость пружины k и коэффициент вязкого трения b. Можно одновременно вывести графики зависимости от времени координаты и скорости груза и другие параметры колебаний, рядом расположена резонансная кривая.

Компьютерная модель "Изобарный процесс"

Компьютерная модель «Равномерное движение по окружности»

В развитии школьного физического образования
на современном этапе играют серьезную роль такие
тенденции, как индивидуализация обучения, применение компьютера в обучении.

Обучающие компьютерные программы и имитационные
программы, моделирующие физические эксперименты:
расширяют, углубляют и закрепляют знания о физических явлениях и способах научного познания
развивают у школьников исследовательское мышление
повышают учебную мотивацию школьников и развивают интерес к физике
влияют на профессиональные намерения учащихся